ÁREA ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICAINACAP CHILLÁN Profesor: Rodrigo Contreras Zúñiga Máquinas Eléctricas Eléctricas Código: Asignatura: UNIDAD 2: MÁQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA ROTATIVAS Guía N°4. MÁQUINA SÍNCRONA COMO ALTERNADOR CRITERIOS DE EVALUACIÓN: 2.1.1.-Reconoce las características constructivas y de funcionamiento del generador síncrono de acuerdo a su uso en circuitos trifásicos OBJETIVOS DEL LABORATORIO: 1. Determinar las características de regulación de voltaje del alternador con carga resistiva, capacitiva e inductiva. 2. Observar el efecto de cargas desbalanceadas en el voltaje de salida. PROCEDIMIENTOS 1. Conecte el circuito que se ilustra en la Figura 1, usando los Módulos EMS de motor/generador síncrono, dinamómetro, resistencia, fuente de alimentación y medición. Observe que la carga resistiva balanceada está conectada en estrella a la salida trifásica del alternador. El rotor del alternador está conectado a la salida variable de, 0-220V c-d de la fuente de alimentación, terminales 7 v N. El devanado del motor en derivación de c-d se conecta a la salida fija de 220 V c-d de la fuente de alimentación, terminales 8 y N. b) Ajuste el reóstato de campo del motor de c-d a su posición extrema haciendo girar su perilla de control en el sentido de las manecillas del reloj (para resistencia mínima). 3. c) Ajuste cada sección de resistencia a un valor de 1100 ohm.ÁREA ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA INACAP CHILLÁN Profesor: Rodrigo Contreras Zúñiga Máquinas Eléctricas Eléctricas Código: Asignatura: 2. si fuera necesario. % de Regulación = volt en vacío − volt a plena carga x100 . E1 =392 V c-aI I2 =0.28 A c-d d) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentación.18 A c-a I2 =0. I1 = 0. Nota: ¡Esta velocidad se debe mantener constante durante el resto de este Experimento de Laboratorio! b) Cierre el interruptor S y ajuste la excitación de c-d del alternador hasta que el voltaje de la salida E1 = 380Vc-a. ajuste el reóstato del motor de c-d para una velocidad de 1500 r/min. y mida y anote E1 e I2. a) Acople el motor al alternador mediante la banda. Mida y anote I1 e I2 de plena carga. a) Conecte la fuente de alimentación y. e) Calcule la regulación del alternador con carga resistiva. para que el alternador trabaje en vacío. fijándose en el tacómetro de mano. Recuerde que debe comprobar la velocidad del motor y ajustarla a 1500 r/min.27 A c-d c) Abra los interruptores de las 3 resistencias de carga. 44 A c-d e) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentación b) Calcule la regulación del alternador con carga inductiva. I1 =0. mida y anote los valores a plena carga de I1 e I2. utilizando el módulo EMS de capacitancia. 5. c) Repita el procedimiento 3.14 V c-d . b) Ajuste cada sección de inductancia a una reactancia XL= 1100 Ω. % de Regulación = vo1t en vacío – vo1t a plena carga x100 vo1t a p1ena carga 447 – 380 x100 = 17. c) Repita el procedimiento 3 y anote el valor de I1 e I2.63% volt 380 c) Con carga inductiva.a) Sustituya la carga inductiva por una capacitiva.20 A c-aI2 = 0.a) Reemplace la carga resistiva por una inductiva. utilizando el módulo de inductancia EMS. A plena carga.44 A c-d d) Mida y anote los valores de E1 e I2 en vacío: E1 =447 V c-a I2 = 0.ÁREA ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA INACAP CHILLÁN Profesor: Rodrigo Contreras Zúñiga Máquinas Eléctricas Eléctricas Código: Asignatura: volt a plena carga 393 − 380 380 x100 = 3. ¿cómo influye la fuerza magneto motriz del estator en la del rotor?.21 A c-a I2 =0. ¿Magnetiza el rotor o lo desmagnetiza?: Esta influye ya que sus rpm aumentan y la corriente se mantienen en el rotor se magnetiza. I1 = 0.42% volt 4. b) Ajuste cada sección de capacitancia a una reactancia Xc = 1100 Ω. conecte la fuente de Alimentación y ajuste la velocidad del motor a 1500 RPM. ¿cómo influye la fuerza magneto motriz del estator en la del rotor?.a) Con una carga de reactancia capacitiva de 4400Ω por fase.14 A c-d e) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentación. g) Con carga capacitiva.ÁREA ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA INACAP CHILLÁN Profesor: Rodrigo Contreras Zúñiga Máquinas Eléctricas Eléctricas Código: Asignatura: d) Mida y anote los valores de E1 e I2 en vacío: E1 =251 V c-a I2 = 0. E1= 380v A1= 0.6 % % de Regulación =volt en vacío − volt a plena carga x100 volt a plena carga 251 – 380 x100 = 33. observe lo que sucede (tensión de salida y corriente de carga).c”.31. hasta que el voltaje de salida E1 sea de 380 V c. c) Aumente la carga capacitiva colocando una reactancia adicional de 2200 Ω en paralelo con cada una de las secciones de 4400 Ω. [(260-380)/ 380] x100 = . La tensión de salida no varía. Del alternador. observe que sucede (tensión de salida y corriente de carga) Conectando una reactancia adicional las tensiones de salida y las corrientes de carga aumentan E1 I1 I2 . ¿Magnetiza el rotor o lo desmagnetiza? La fuerza magneto motriz desmagnetiza el rotor por la corriente y las rpm disminuyen por las cargas 6.064 A2= 0. colocando una reactancia adicional de 300 Ω conectada a través de cada sección.94% volt 380 NOTA: La regulación con una carga capacitiva será una carga negativa.247 d) Aumente la carga capacitiva más todavía.a. pero la corriente de carga aumenta. f) Calcule la regulación del alternador con carga capacitiva. b) Ajuste la excitación de “c. porque el voltaje de plena carga es mayor que el de en vacío. 6 0.a) Conecte el circuito que se muestra en la figura N° 2.167 0. E2 =388 V c-aE3 = 410 V c-a d) Desconecte la fuente de alimentación sin tocar ninguno de los controles variables. Mida y anote los otros dos voltajes entre fases E2 y E3.8 515.ÁREA ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA INACAP CHILLÁN Profesor: Rodrigo Contreras Zúñiga Máquinas Eléctricas Antes Después 401.246 e) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentación. .463 Eléctricas Código: Asignatura: 0. E1. sea igual a 380Vc-a. f) Explique el fenómeno que acaba de observar. observe que solamente hay una carga entre dos fases del alternador. b) Conecte la fuente de alimentación y ajuste el dinamómetro para una velocidad de 1500 r/min.248 0. c) Ajuste la excitación de c-d del alternador hasta que el voltaje aplicado a la carga de 2200 ohm. Este fenómeno se debe a que conectando más cargas capacitivas almacenan más voltaje en ellos y adelanta el voltaje en 90° y la corriente aumenta 7. si la línea se comporta como un capacitor?. todos los demás usuarios que utilicen esa línea tendrán una potencia trifásica desequilibrada. Porque el factor de potencia es atrasado y lo excita más..El rotor de un alternador a potencia nominal. basta una sola carga NOTA: El efecto de este desbalance causaría: Grandes corrientes de retorno en los hilos neutros. punto flotantes de neutros en las cargas conectadas en estrella y grandes corrientes circulantes en los transformadores conectados en delta. explique por qué. Porque basta que una línea se desequilibra para que todas queden con distintos ángulos lo cual afecta la carga por línea. PRUEBA DE CONOCIMIENTOS 1. incluso aquellos cuyas cargas están balanceadas.. en el capacitivo adelanta en 90° y mejora el factor de potencia 2.¿Es peligroso conectar un alternador a una línea de transmisión larga. h) ¿Basta una sola carga para producir desequilibrio? Si. .ÁREA ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA INACAP CHILLÁN Profesor: Rodrigo Contreras Zúñiga Máquinas Eléctricas Eléctricas Código: Asignatura: e) Vuelva a conectar los tres voltímetros de c-a. f) Conecte la fuente de alimentación. Explique por qué. de tal manera que midan los voltajes a través de cada uno de los tres devanados del estator. explique por qué.Explique por qué el voltaje de salida del alternador aumenta con la carga capacitiva.. Aumenta porque esta va almacenando carga. porque en las líneas de transmisión existen protecciones contra variaciones de voltaje y provocan la desconexión de dicho sistema. corriente trifásica desbalanceadas en los motores.Si en la fábrica de un cliente de la compañía distribuidora de energía eléctrica se conecta una carga monofásica grande a una línea trifásica de potencia. Mida y anote los voltajes a través de cada devanado del alternador.. 4. disipa más calor con una carga de un factor de potencia bajo (atrasado) que con una carga de factor de potencia elevado. 3. Si es peligroso. E1 a 4 = 217 V c-a E2 a 5 = 235 V c-a E3 a 6 = 230 V c-a g) Reduzca el voltaje a cero y desconecte la fuente de alimentación. 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